[发明专利]一种面向网络业务特征的认知网络动态接入方法

说明书

该发明公开了一种面向网络业务特征的认知网络动态接入方法，属于无线通信网络技术领域，特别涉及面向网络业务特征的认知网络动态接入。本发明提出的方法可以通过传输半径尽可能接近每个符合网络业务特征的从用户的最大传输半径去传输数据包，因而拥有更大的可用时间比率和更大的覆盖范围，且拥有更大的信道效用和更好的网络连接性。本发明方法利用对数正态分布来表征认知网络中的主用户行为，并使用机会频谱接入来获得信道的感知状态。通过控制从用户的传输半径，使主用户和从用户同时利用该信道，从而提高信道效用。在未来的工作中，将考虑网络流量变化和用户行为的影响，并在大规模真实无线网络中实施本发明提出的方法。

技术领域

本发明是属于无线通信网络技术领域，特别涉及面向网络业务特征的认知网络动态接入。

背景技术

随着多媒体和物联网技术的发展，智能课程，智能学校和家庭智能学习等技术增强型学习应用受到了工业界和学术界的更多关注。基于普遍的无线通信技术，通过认知网络动态接入方法的有效分析对开发智能学校或个人在家中学习的应用而言非常重要。当前网络业务特征下的无线网络遭遇到频谱资源缺乏的问题，并且更多的设备需要接入无线网络

由于传统无线电频谱资源的固定分配策略，当前频谱资源的效用很低，因而基于认知网络动态接入受到广泛关注，并成为克服这一问题的重要途径。然而，对于无线网络进行有效和可行的动态接入，特别是面向网络业务特征的情况，网络性能还有一定的改进空间。

在面向网络业务特征的情况下，通常用户间对信道的使用会存在影响，部分用户的传输半径会发生变化，需要通过计算该用户使用该信道的空闲概率来判断并优化这一问题。同时还要通过动态调整尽可能最大化网络吞吐量和信道效用。

目前，已有研究人员提出了基于社会关系和信道条件的新信道分配，利用半定规划寻求其分配方法的最优解，以及贝叶斯非参数学习的重复频谱拍卖，这些方法客观提升了网络性能，但考虑的都是简单且理想状态的动态接入，即没有考虑符合网络业务特征的多个主用户和从用户并存时用户的相互影响。目前也有方法解决多跳网状网络中协作机会路由的选择和优先级问题且改进了吞吐量，且在动态频谱分配问题中有所建树，但由于在实际网络业务特征的情况下，用户间存在互相干扰的问题，进而部分用户的传输半径会发生变化。而且，信道的效用是网络通信中的一个重要指标，诸如信息论和次级合作进行频谱租赁以及认知网络中的多跳协作路由方法中的信道效用目前并不理想。本发明提出一种面向网络业务特征的认知网络动态接入方法，可有效改善面向网络业务特征情况中的上述问题。

发明内容

由于在实际网络业务特征的情况下，用户间存在互相干扰的问题，进而部分用户的传输半径会发生变化；而且，信道的效用是网络通信中的一个重要指标，诸如信息论和次级合作进行频谱租赁以及认知网络中的多跳协作路由方法中的信道效用目前并不理想。本发明一种面向网络业务特征的认知网络动态接入方法，可有效改善高动态网络业务特征情况中的上述问题。

本发明的技术方案为一种面向网络业务特征的认知网络动态接入方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：设系统中有：

a对主用户{{p₁₁,p₁₂},{p₂₁,p₂₂},...,{p_a1,p_a2}}和z个从用户s＝{s₁,s₂,...,s_z}，系统中有a个信道，并且每个信道都可以被从用户使用；

步骤2：生成从用户s_i使用信道n的空闲概率以及最大回报的期望，其中n＝1,2,...,a；

使用对数正态分布来表征主用户的空闲状态，从而得到从用户感知和传输后的信道n的空闲概率，进一步设定奖励效用函数，确定用户使用信道n的空闲概率阈值；